[发明专利]金属管状黑体空腔高温温度传感器

摘要

本发明涉及金属管状黑体空腔高温温度传感器，属于高温测量用的温度传感器技术领域。包括黑体空腔、屏蔽罩、耦合器、传输光纤、分光探测系统与数据处理系统；黑体空腔的外表面头部设计成肋片式结构，黑体空腔设计成盲孔形式。本发明以耐高温金属材料制成的黑体空腔作为高温传感器的受感部，用石英光纤传递信号，并用双硅探测器进行分光与光电转换，结构紧凑，性能可靠。另外，在黑体空腔外面设计有屏蔽罩，结合黑体空腔的异型结构，并通过理论分析与数值计算，它具有耐温高、抗氧化、准确度高等优点，能够解决此前无法解决的高温测量问题。

主权项

金属管状黑体空腔高温温度传感器，其特征在于：包括黑体空腔(1)、屏蔽罩(2)、耦合器(3)、传输光纤(4)、分光探测系统(5)和数据处理系统(6)；黑体空腔(1)和耦合器(3)之间、屏蔽罩(2)和耦合器(3)之间均采用螺纹连接，螺纹连接的外表面均涂覆高温密封胶，螺纹连接处不发生周向转动且不漏光；黑体空腔(1)与屏蔽罩(2)均采用金属铱材料，金属铱在成型之前需经过锻造或热轧压力加工；黑体空腔(1)的外表面头部设计成肋片式结构，肋片的数量不少于3；黑体空腔(1)为盲孔形式，插入被测截面部分孔的长度与直径之比不小于10；屏蔽罩(2)的外壁面上设计有进气孔和出气孔，进气孔和出气孔的面积之比为1～6；屏蔽罩(2)的迎风面积小于被测流道截面积的1/10；传输光纤(4)采用多模石英光纤束，石英光纤束的芯径为0.5mm～2mm，石英光纤束的头部处于不超过500K的低温区，并位于透镜焦平面的中心位置；分光探测系统(5)选用双硅探测器，集成了分光、探测两项功能，双硅探测器的波长为850nm～1050nm；数据处理系统(6)基于单片机或DSP；测量时，黑体空腔(1)感受被测温度，收集能量，并将能量以光信号的形式向后传输，经过耦合器(3)后进入传输光纤(4)，分光探测系统(5)将光信号分成不同波长的两路即上层信号和底层信号，并转变成电信号，数据处理系统(6)将电信号调理、放大与处理，最后将测得的温度显示在界面上。